x86 汇编

x86 汇编

来源 https://github.com/StevenBaby/computer/tree/main/x86_assembly

寄存器

寄存器描述
AX 累加结果数据
BX 数据段数据指针
CX 字符串和循环计数器
DX I/O 指针
DI 目的数据指针
SI 源数据指针
SP 栈指针
BP 栈数据指针
寄存器高八位低八位
AX AH AL
BX BH BL
CX CH CL
DX DH DL
段寄存器描述
CS 代码段寄存器
DS 数据段寄存器
SS 栈段寄存器
ES 额外的寄存器
  • IP
  • FLAG / PSW

寻址方式

物理地址 = 段地址 * 16 + 偏移地址

16 $2^{16} = 64K$

1M $2^{20}$

20 - 16 = 4

段寄存器

偏移地址 + 段地址寄存器 = 32

12

段地址 << 4 + 偏移地址

标志寄存器

位标志英文描述
0 CF Carry 进位标志
1      
2 PF Parity 奇偶标志
3      
4 AF Auxiliary 辅助进位标志
5      
6 ZF Zero 零标志
7 SF Sign 符号标志
8 TF Trap 陷阱标志
9 IF Interrupt 中断允许标志
10 DF Direction 方向标志
11 OF Overflow 溢出标志

转移指令

8086 cs:ip 下一条指令的地址，物理地址 = cs << 4 + ip

jmp short start 占用两个字节，jmp 偏移数量，-128 - 127 jmp near start 占三个字节 -32768 - 32767

8086 物理地址 = 段地址 << 4 + 偏移地址

64KB 内存空间

jmp far cs:ip

补码

负数的补码是原码取反再加一

x + 1 = 0 -> x = -1

0b1111_1111 = -1 0b1111_1110 = -2

f_e 0xfe 0b1111_1011 = 0xfb = -5

  • JZ/JNZ : 结果为零/不为零则转移
  • JS/JNS : 结果为负/为正则转移
  • JO/JNO : 溢出/不溢出则转移
  • JP/JNP : 奇偶位为1/为0则转移
  • JB/JNB : 低于/不低于则转移
  • JBE/JNBE : 低于等于/高于则转移
  • JL/JNL : 小于/不小于则转移
  • JLE/JNLE : 小于等于/大于则转移
  • JCXZ : CX为零则转移
比较结果英文指令标志
等于 Equal je ZF = 1
不等于 Not Equal jne ZF = 0
大于 Greater jg ZF = 0 and SF = OF
大于等于 Greater or Equal jge SF = 0F
不大于 Not Greater jng ZF = 1 or SF != OF
不大于等于 Not Greater or Equal jnge SF != OF
小于 Less jl SF != OF
小于等于 Less or Equal jle ZF = 1 and SF != OF
不小于 Not Less jnl SF = OF
不小于等于 Not Less or Equal jnle ZF = 0 and SF = 0f
高于 Above ja CF = 0 and ZF = 0
高于等于 Above or Equal jae CF = 0
不高于 Not Above jna CF = 1 or ZF = 1
不高于等于 Not Above or Equal jnae CF = 1
低于 Below jb CF = 1
低于等于 Below or Equal jbe CF = 1 or ZF = 1
不低于 Not Below jnb CF = 0
不低于等于 Not Below or Equal jnbe CF = 0 and ZF = 0
偶 Parity Even jpe PF = 1
奇 Parity Odd jpo PF = 0

堆栈和函数

程序的指令的地址 cs:ip

栈顶的指针 ss:sp

push / pop

内中断和异常

远调用

jmp short start 占用两个字节，jmp 偏移数量，-128 - 127 jmp near start 占三个字节 -32768 - 32767 jmp far

call function; push ip ; jmp function call far function; push cs; push ip; jmp function

内中断

内存布局

起始地址结束地址大小用途
0x000 0x3FF 1KB 中断向量表
0x400 0x4FF 256B BIOS 数据区
0x500 0x7BFF 29.75 KB 可用区域
0x7C00 0x7DFF 512B MBR 加载区域
0x7E00 0x9FBFF 607.6KB 可用区域
0x9FC00 0x9FFFF 1KB 扩展 BIOS 数据区
0xA0000 0xAFFFF 64KB 用于彩色显示适配器
0xB0000 0xB7FFF 32KB 用于黑白显示适配器
0xB8000 0xBFFFF 32KB 用于文本显示适配器
0xC0000 0xC7FFF 32KB 显示适配器 BIOS
0xC8000 0xEFFFF 160KB 映射内存
0xF0000 0xFFFEF 64KB-16B 系统 BIOS
0xFFFF0 0xFFFFF 16B 系统 BIOS 入口地址

0x000 - 0x3ff -> 0x400

4B

0x400 / 4 = 0x100 -> 256

0 - 255

0 除法异常 0 - 3

0x80 * 4, 0x80 * 4 + 3

0x80 linux 系统调用，软中断

逻辑运算指令

  • AND - TEST / SUB - CMP

  • OR

  • NOT

  • XOR

  • SHL / SHR

  • ROL / ROR

  • RCL / RCR

输入和输出

输入输出指令，来控制硬件（外围设备）

  • 显示器 - 显卡
  • 硬盘
  • 键盘

端口 / 映射内存，

寄存器 / D 边沿触发器

Intell 0-65535 0x0000 ~ 0xffff

阴极射线管控制器

CRT 地址端口 0x3D4 CRT 数据端口 0x3D5

80 * 25 = 2000

16 位 / 8 位

16K 字符

0 - 1999

0x0E - 光标位置高八位 0x0F - 光标位置第八位

in al, dx; dx 端口号
in ax, dx; ax/al 数
out dx, al;
out dx, ax;

ax 16 , al 8

控制字符样式

  • ASCII 码
  • 字符样式
  • 高四位表示背景色 | K | R | G | B |
  • 低四位表示前景色 | I | R | G | B |
  • K = 0 : 背景不闪烁
  • K = 1 : 背景闪烁
  • I = 0 : 深色字符
  • I = 1 : 浅色字符
RedGreenBlueColor说明
0 0 0 Black 黑色
0 0 1 Blue 蓝色
0 1 0 Green 绿色
0 1 1 Cyan 青色
1 0 0 Red 红色
1 0 1 Magenta 洋红
1 1 0 Yellow 黄色
1 1 1 White 白色/灰色

外中断和时钟

  • 内中断和异常
  • 输入和输出

CPU ---> 硬件，端口

  • 键盘
  • 鼠标
  • 时钟信号/脉冲 - CPU 的脉搏
  • 时钟中断 - OS 的脉搏

8086

  • NMI Non Maskable Interrupt / 不可屏蔽中断
  • INTR Interrupt / 可屏蔽中断

8259 - 可编程中断控制器 / PIC Programmable Interrupt Controller

  • 主芯片 - 8 1
  • 从芯片 - 8
  • 级联方式

中断向量表

向量功能
0 除法溢出
1 单步 (用于调试)
2 非屏蔽中断 NMI
3 断点 (用于调试)
4 溢出中断
5 打印屏幕
6-7 保留
8 时钟
9 键盘
A 保留
B 串行通信COM2
C 串行通信COM1
D 保留
E 软盘控制器
F 并行打印机
端口说明标记
0x20 主 PIC 命令端口 PIC_M_CMD
0x21 主 PIC 数据端口 PIC_M_DATA
0xA0 从 PIC 命令端口 PIC_S_CMD
0xA1 从 PIC 数据端口 PIC_S_DATA
  • ICW1 ~ ICW4 用于初始化 8259 initialization Command Words
  • OCW1 ~ OCW3 用于操作 8259 Operation Commands Words
  • 向 OCW1 写入屏蔽字，打开时钟中断
  • sti 设置 CPU 允许外中断
  • 向 OCW2 写入 0x20, 表示中断处理完毕

中断向量表

中断函数指针数组

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视频引用

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